KR101050620B1 - Preprocessing method for symbol transmission using orthogonal frequency division multiplexing in wireless packet mobile communication system and base station transmitting device using same - Google Patents
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Abstract
본 발명은 순방향 링크에서 기존 무선 패킷 이동통신 시스템과의 호환성을 유지하면서 방송 서비스를 효율적으로 지원하기 위한 직교 주파수 분할 다중(Orthogonal Frequency Division Multiplexing : 이하, "OFDM") 방식의 심볼 전송을 위한 전처리 방법 및 그 장치에 대한 것으로서, 이는 일반적인 무선 패킷 이동통신 시스템과 동일한 파일럿 및 맥 신호 구간을 가지는 타임 슬롯을 통해 순방향 패킷을 전송하는 OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing) 방식의 무선 패킷 이동통신 시스템에서 역고속 푸리에 변환된 상기 OFDM 심볼에 포함된 OFDM 데이터를 적어도 둘 이상의 구간으로 분할하고, 상기 분할된 OFDM 데이터의 사이 영역에 널(NULL) 구간을 삽입하는 OFDM 심볼 전송을 위한 전처리 방법을 수행하도록 구성됨을 특징으로 한다.
OFDM, 패킷, 방송 서비스, 슬롯, 순방향, 전처리, 심볼, HRPD, 호환
The present invention provides an orthogonal frequency division multiplexing (OFDM) scheme for symbol transmission in order to efficiently support a broadcast service while maintaining compatibility with an existing wireless packet mobile communication system in a forward link. And an apparatus thereof, which is an inverse fast Fourier in an Orthogonal Frequency Division Multiplexing (OFDM) wireless packet mobile communication system that transmits a forward packet through a time slot having the same pilot and MAC signal intervals as a conventional wireless packet mobile communication system. And preprocessing the OFDM symbol transmission by dividing the OFDM data included in the converted OFDM symbol into at least two sections and inserting a null section into a region between the divided OFDM data. do.
OFDM, packet, broadcast service, slot, forward, preprocessing, symbol, HRPD, compatible
Description
도 1은 종래 무선 패킷 이동통신 시스템의 순방향 링크의 슬롯 구조를 나타낸 도면1 is a diagram illustrating a slot structure of a forward link of a conventional wireless packet mobile communication system.
도 2는 종래 무선 패킷 이동통신 시스템에서 기지국 송신기의 구조를 나타낸 블록 구성도2 is a block diagram illustrating a structure of a base station transmitter in a conventional wireless packet mobile communication system.
도 3은 일반적인 OFDM 방식이 적용된 무선 패킷 이동통신 시스템의 슬롯 구조를 나타낸 도면3 illustrates a slot structure of a wireless packet mobile communication system to which a general OFDM scheme is applied.
도 4는 일반적인 OFDM 심볼의 구조를 나타낸 도면4 illustrates a structure of a general OFDM symbol
도 5는 일반적인 OFDM 방식이 적용된 무선 패킷 이동통신 시스템에서 기지국 송신기의 구성을 나타낸 블록 구성도5 is a block diagram showing the configuration of a base station transmitter in a wireless packet mobile communication system to which a general OFDM scheme is applied.
도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 OFDM 전처리 방식이 적용된 슬롯 구조를 나타낸 도면 6 illustrates a slot structure to which an OFDM preprocessing scheme is applied according to an embodiment of the present invention.
도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 OFDM 전처리 방식이 적용된 슬롯 구조를 나타낸 도면7 illustrates a slot structure to which an OFDM preprocessing scheme is applied according to another embodiment of the present invention.
도 8은 본 발명에 따른 OFDM 전처리 방식이 적용된 무선 패킷 이동통신 시스템의 기지국 송신기의 구성을 나타낸 블록 구성도8 is a block diagram illustrating a configuration of a base station transmitter of a wireless packet mobile communication system to which an OFDM preprocessing scheme according to the present invention is applied.
도 9는 본 발명의 일실시예에 따른 OFDM 심볼의 전처리 방법을 설명하기 위한 도면9 is a diagram illustrating a method of preprocessing an OFDM symbol according to an embodiment of the present invention.
도 10은 본 발명의 다른 실시예에 따른 OFDM 심볼의 전처리 방법을 설명하기 위한 도면10 is a diagram for describing a preprocessing method of an OFDM symbol according to another embodiment of the present invention.
도 11은 본 발명에 따른 OFDM 심볼 전처리에 선형 결합 전처리 방식을 적용한 기지국 송신기의 구성을 나타낸 블록 구성도11 is a block diagram illustrating a configuration of a base station transmitter to which a linear combined preprocessing scheme is applied to OFDM symbol preprocessing according to the present invention.
도 12는 도 11의 선형결합 전처리 유도 과정을 설명하기 위한 도면
12 is a view for explaining a process of inducing linear coupling pretreatment of FIG.
본 발명은 무선 패킷 이동통신 시스템에서 데이터 전송 방법 및 그 장치에 대한 것으로서, 특히 순방향 링크에서 기존 무선 패킷 이동통신 시스템과의 호환성을 유지하면서 방송 서비스를 효율적으로 지원하기 위한 직교 주파수 분할 다중(Orthogonal Frequency Division Multiplexing : 이하, "OFDM") 방식의 심볼 전송을 위한 전처리 방법 및 이를 이용한 기지국 송신 장치에 대한 것이다. The present invention relates to a method and apparatus for transmitting data in a wireless packet mobile communication system, and in particular, orthogonal frequency division multiplexing for efficiently supporting a broadcast service while maintaining compatibility with an existing wireless packet mobile communication system in a forward link. Division Multiplexing: Hereinafter, the present invention relates to a preprocessing method for symbol transmission in the " OFDM " method and a base station transmission apparatus using the same.
일반적으로 무선 패킷 이동통신 시스템이 지원하는 서비스는 특정 송신자와 수신자 사이에 정보를 교환하는 통신 서비스이다. 통신 서비스에서 서로 다른 수신자는 서로 다른 채널을 통해 정보를 수신한다. 그런데 무선 이동통신 시스템에서는 채널간의 격리도가 낮기 때문에 간섭에 의해 성능이 제한되는 특징을 갖는다. 현존하는 이동통신 시스템에서는 채널간의 격리도를 높이기 위하여 CDMA(Code Division Multiple Access), TDMA(Time Division Multiple Access), FDMA(Frequency Division Multiple Access)와 같은 다중 접속 방식과 셀룰러(Cellular) 개념을 사용하고 있다.In general, a service supported by a wireless packet mobile communication system is a communication service that exchanges information between a specific sender and a receiver. In a communication service, different receivers receive information through different channels. However, in the wireless mobile communication system, since the isolation between channels is low, performance is limited by interference. Existing mobile communication systems use multiple access schemes and cellular concepts such as code division multiple access (CDMA), time division multiple access (TDMA), and frequency division multiple access (FDMA) to increase the isolation between channels. .
한편 종래 방송 서비스나 멀티캐스트(Multicast) 서비스(이하, "방송 서비스 등")를 위한 무선 전송 방식은 고정 수신과 저속 이동 수신을 목적으로 개발되었으나, 최근 방송 서비스 등을 고속 이동 환경에서 소형 단말기로 수신하기 위한 기술 개발이 활발히 진행되고 있다. 예컨대, DMB(Digital Multimedia Broadcast)와 DVB-H(Digital Video Broadcast - Handheld) 등의 방송 기술은 휴대 가능한 크기의 소형 단말로 비디오 수준의 방송을 수신하기 위해 개발된 기술이다. 한편 기존의 단방향 방송 서비스를 쌍방향으로 발전시키려는 연구도 병행되고 있으며, 이를 위해 기존의 유무선 통신망을 리턴 채널로 활용하는 방안이 모색되고 있다. On the other hand, the wireless transmission method for a conventional broadcast service or a multicast service (hereinafter, referred to as a "broadcast service") has been developed for the purpose of fixed reception and low-speed mobile reception. There is an active development of technology for receiving. For example, broadcast technologies such as DMB (Digital Multimedia Broadcast) and DVB-H (Digital Video Broadcast-Handheld) are technologies developed for receiving video-level broadcasts in a small sized portable terminal. On the other hand, researches to develop the existing one-way broadcasting service in both directions are being conducted in parallel, and for this purpose, a method of using the existing wired / wireless communication network as a return channel is being sought.
그러나 이러한 접근은 방송과 통신이 서로 다른 전송방식을 사용하고 있어서 근본적인 쌍방향 방송의 구현에 한계가 있다. 또한 기존 무선 패킷 이동통신 시스템이 지원하는 다중 전송 방식이나 셀룰러 방식의 경우 근본적으로 간섭을 억제하는 효과를 얻을 수는 없기 때문에 간섭이 여전히 성능을 제한하는 요소로 작용한 다. 상기한 종래 무선 패킷 이동통신 시스템의 일 예로 고속 패킷 이동통신 시스템(HRPD, High Rate Packet Data)의 순방향 링크는 다중 접속 기술로 TDMA 기법을, 다중화 방식으로 TDM/CDM 기법을 사용하고 있다.However, this approach has a limitation in the implementation of the fundamental two-way broadcasting because broadcasting and communication use different transmission methods. In addition, in the case of a multi-transmission scheme or a cellular scheme supported by the existing wireless packet mobile communication system, interference does not fundamentally suppress interference, so interference still limits performance. As an example of the conventional wireless packet mobile communication system, a forward link of a high rate packet data communication system (HRPD) uses a TDMA technique as a multiple access technique and a TDM / CDM technique as a multiplexing technique.
도 1은 종래 무선 패킷 이동통신 시스템(HRPD)의 순방향 링크의 슬롯(Slot) 구조를 나타낸 것으로서, 도 1의 슬롯 내에서 각 구간의 하단에 기재된 내용은 슬롯 내 해당 영역의 칩(chip) 길이를 의미한다.1 is a view illustrating a slot structure of a forward link of a conventional wireless packet mobile communication system (HRPD), and the descriptions at the bottom of each section in the slot of FIG. it means.
도 1에서 한 슬롯은 반 슬롯 구조가 반복된 형태를 갖는다. 반 슬롯의 중앙에는 N Pilot chip 길이의 Pilot(103, 108)이 삽입되는데, 이는 수신 단말에서 순방향 링크의 채널 추정에 이용된다. Pilot(103, 108)의 양측에는 역방향 전력제어 정보, 자원 할당 정보 등을 포함하는 N MAC chip 길이의 MAC(Medium Access Control) 정보(102, 104, 107, 109)가 전송된다. MAC 정보의 양측에는 N DATA chip 길이의 실제 전송 데이터(101, 105, 106, 110)가 전송된다. 이와 같이 도 1의 슬롯 구조는 Pilot, MAC, 데이터 등이 서로 다른 시간에 전송되는 TDM 방식으로 다중화 되어있다. In FIG. 1, one slot has a form in which a half slot structure is repeated. In the center of the half slot,
한편 MAC과 데이터 정보는 Walsh 코드를 이용한 CDM 방식으로 다중화하는 방법을 이용하고 있다. 도 2는 종래 무선 패킷 이동통신 시스템(HRPD)의 순방향 링크 송신기 구조를 나타낸 것이다. On the other hand, MAC and data information are used by the CDM method using Walsh code. 2 illustrates a structure of a forward link transmitter of a conventional wireless packet mobile communication system (HRPD).
즉 데이터 발생기(201)로부터 전송하고자 하는 데이터가 전달되면, 이를 부호화기(202)를 통해 채널 부호화하고 부호화된 신호를 QPSK, QAM 등으로 변조하기 위해 변조기(203)에 입력한다. 변조된 신호는 역다중화기(204)와 CDM 다중화기(205)를 통해 다중코드(multicode) 전송 신호가 된다. 이렇게 생성된 데이터 신호는 MAC 신호 발생기(206)와 Pilot 신호 발생기(207)에서 각각 만들어진 MAC 신호와 Pilot 신호와 함께 TDM 다중화기(208)를 통해 다중화되어 상기 도 1의 슬롯 구조를 완성한다.In other words, when data to be transmitted from the
도 1과 도 2에서 기술한 HRPD 순방향 링크의 슬롯 구조와 송신기 구조는 무선 패킷 이동통신의 용도로 설계된 것이지만, 방송 서비스 등의 용도로 설계된 BCMCS(Broadcast Multicast Service) 동작에서도 동일한 슬롯 구조와 송신기 구조가 이용된다. Although the slot structure and transmitter structure of the HRPD forward link described with reference to FIGS. 1 and 2 are designed for wireless packet mobile communication, the same slot structure and transmitter structure may be used even in a BCMCS (Broadcast Multicast Service) operation designed for a broadcast service. Is used.
한편 효율적으로 BCMCS를 지원하는 새로운 전송 방식은 반드시 도 1의 슬롯 구조와 호환성을 유지하여야 한다. 이를 위해서 Pilot(103, 108)과 MAC 정보(102, 104, 107, 109)가 전송되는 구간은 기존과 동일한 방식으로 발생된 신호를 전송하여야 한다. 다만 데이터(101, 105, 106, 110) 구간은 방송 혹은 멀티캐스트 정보를 전송하는 것이므로 수신기와 이미 약속이 되어 있다면 전송 방식을 변경하여도 무방하다.Meanwhile, a new transmission scheme that efficiently supports BCMCS must maintain compatibility with the slot structure of FIG. 1. To this end, the sections in which the
이와 관련하여 방송 서비스 등은 일반 통신 서비스와 달리 송신자가 다수의 수신자에게 일방적으로 정보를 송출하는 방식으로 동일한 정보를 수신하는 사용자는 동일한 채널을 공유하기 때문에 이들 사용자 간에는 간섭이 발생하지 않는다. 다만 이동 방송 서비스의 경우 고속 이동 환경에서 발생하는 다중 경로 페이딩 현상이 성능을 저하시키는 주된 원인이 된다. 한편 방송 서비스 등에서 다중 경로 페이딩 현상을 극복하기 위해 이동 수신이 가능하도록 설계된 예컨대, DVB-T(Digital Video Broadcast-Terrestrial), DVB-H, DAB(Digital Audio Broadcast) 등과 같은 방송 시스템들은 OFDM 전송 방식을 사용하고 있다.In this regard, unlike a general communication service, a broadcast service or the like does not cause interference among users who receive the same information in a manner in which a sender unilaterally transmits information to a plurality of receivers because they share the same channel. However, in the case of mobile broadcast service, the multipath fading phenomenon occurring in a high speed mobile environment is the main cause of deterioration of performance. Meanwhile, broadcast systems, such as Digital Video Broadcast-Terrestrial (DVB-T), DVB-H, and Digital Audio Broadcast (DAB), which are designed to enable mobile reception to overcome multipath fading in broadcast services, use OFDM transmission schemes. I use it.
상기 OFDM 방식은 직렬로 입력되는 심벌(Symbol)열을 병렬 변환한 후, 상호 직교성을 갖는 다수의 부반송파(Subcarrier)를 통해 변조하여 전송하는 방식으로 과거 다중 반송파간의 직교 변조의 구현에 어려움이 있어 실제 시스템 적용에 한계가 있었다. 그러나 1971년 Weinstein 등이 DFT(Discrete Fourier Transform)를 이용하여 OFDM 방식의 변복조가 효율적으로 처리 가능함을 발표하고, 보호구간(Guard Interval)의 사용과 삽입 방식이 알려지면서 다중 경로 페이딩 현상에 대한 시스템의 부정적 영향이 더욱 감소되었으며, 하드웨어적인 복잡도(Complexity)를 해결하는 고속 푸리에 변환(Fast Fourier Transform: FFT)과 역고속 푸리에 변환(Inverse Fast Fourier Transform: IFFT)을 포함한 디지털 신호 처리 기술의 발전에 힘입어 그 실현 가능성이 더욱 높아지고 있다.The OFDM method is a method of performing parallel orthogonal modulation of multiple serial carriers after modulating a plurality of subcarriers having a mutual orthogonality after parallel conversion of serially inputted symbol strings. There was a limit to the system application. However, in 1971, Weinstein et al. Announced that OFDM modulation can be efficiently processed using the Discrete Fourier Transform (DFT), and as the use and insertion of Guard Interval is known, the system of multipath fading phenomenon is known. Negative effects are further reduced and driven by advances in digital signal processing technologies, including the Fast Fourier Transform (FFT) and Inverse Fast Fourier Transform (IFFT), which address hardware complexity. The feasibility is getting higher.
방송 시스템에서 상기한 OFDM 전송 방식이 갖는 장점은 다음과 같다. OFDM 전송 방식을 사용할 경우, 먼저 다중 경로 페이딩이 자기 간섭을 일으키는 현상을 방지할 수 있다. 특히 방송 서비스에서는 SFN(Single Frequency Netwrok)을 통해 서로 다른 기지국이 동일한 방송 신호를 전송하기 때문에, 이동 단말은 OFDM을 통해 서로 다른 기지국이 송출한 신호를 서로 간섭이 되지 않고, 수신할 수 있는 장점을 갖는다. 따라서 OFDM 전송 방식을 방송 시스템에 적용할 경우 간섭이 발생하지 않는 환경을 구현할 수 있어서 전송 효율을 극대화할 수 있다. Advantages of the OFDM transmission scheme in a broadcast system are as follows. In the case of using the OFDM transmission scheme, first, it is possible to prevent a phenomenon in which multipath fading causes magnetic interference. In particular, in a broadcast service, since different base stations transmit the same broadcast signal through a single frequency netwrok (SFN), a mobile terminal can receive signals transmitted from different base stations through OFDM without interfering with each other. Have Therefore, when the OFDM transmission scheme is applied to a broadcast system, an interference free environment can be realized, thereby maximizing transmission efficiency.
그리고 방송 서비스는 모든 기지국이 동일한 정보를 송출하기 때문에, 단말 수신기 입장에서는 서로 다른 기지국에서 송출한 신호가 마치 하나의 기지국에서 다중 경로 페이딩 채널을 겪은 것과 같은 방송 신호를 수신하게 된다. 따라서 셀간 간섭도 OFDM 기법을 통해 방지할 수 있다. 셀간 간섭이 발생하지 않을 경우, 셀의 경계에 위치한 단말 수신기도 간섭에 의한 성능이 저하되지 않게 된다. 따라서 OFDM 방식을 방송 서비스에 적용하면, 서비스 영역 전반에서 고른 품질을 보장할 수 있기 때문에 이에 대한 연구가 요망된다.
In the broadcast service, since all base stations transmit the same information, a terminal receiver receives a broadcast signal as if a signal transmitted from different base stations experienced a multipath fading channel in one base station. Therefore, inter-cell interference can be prevented through OFDM technique. When the inter-cell interference does not occur, the performance of the terminal receiver located at the boundary of the cell does not decrease due to the interference. Therefore, if the OFDM scheme is applied to a broadcast service, it is possible to guarantee a uniform quality throughout the service area, so research on this is desired.
본 발명의 목적은 순방향 링크에서 기존 무선 패킷 이동통신 시스템과의 호환성을 유지하면서 방송 서비스를 효율적으로 지원하는 OFDM 방식의 심볼 전송을 위한 전처리 방법 및 이를 이용한 기지국 송신 장치를 제공하는 것이다.Disclosure of Invention An object of the present invention is to provide a preprocessing method for OFDM symbol transmission that efficiently supports a broadcast service while maintaining compatibility with an existing wireless packet mobile communication system in a forward link, and an apparatus for transmitting a base station using the same.
본 발명의 다른 목적은 쌍방향 통신의 구현을 용이하게 하고, 전송효율이 높은 방송 서비스를 제고하는 OFDM 방식의 심볼 전송을 위한 전처리 방법 및 이를 이용한 기지국 송신 장치를 제공하는 것이다.Another object of the present invention is to provide a pre-processing method for symbol transmission in an OFDM scheme for facilitating the implementation of two-way communication and to improve a broadcast efficiency and a base station transmission apparatus using the same.
상기 목적을 달성하기 위한 무선 패킷 이동통신 시스템에서 직교 주파수 분할 다중 방식의 심볼 전송을 위한 전처리 방법은 일반적인 무선 패킷 이동통신 시스템과 동일한 파일럿 및 맥 신호 구간을 가지는 타임 슬롯을 통해 순방향 패킷을 전송하는 OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing) 방식의 무선 패킷 이동통신 시스템에서 OFDM 심볼 전송을 위한 전처리 방법에 있어서, 역고속 푸리에 변환된 상기 OFDM 심볼에 포함된 OFDM 데이터를 적어도 둘 이상의 구간으로 분할하는 과정과, 상기 분할된 OFDM 데이터의 사이 영역에 널(NULL) 구간을 삽입하는 과정을 포함하여 이루어짐을 특징으로 한다.In a wireless packet mobile communication system for achieving the above object, a preprocessing method for symbol transmission in an orthogonal frequency division multiplexing scheme is an OFDM for transmitting a forward packet through a time slot having the same pilot and MAC signal intervals as a general wireless packet mobile communication system. A preprocessing method for OFDM symbol transmission in an Orthogonal Frequency Division Multiplexing wireless packet mobile communication system, the method comprising: dividing OFDM data included in an inverse fast Fourier transformed OFDM symbol into at least two sections; And inserting a null section into a region between the OFDM data.
상기 목적을 달성하기 위한 무선 패킷 이동통신 시스템에서 직교 주파수 분할 다중 방식의 심볼 전송을 위한 기지국 송신 장치는 일반적인 무선 패킷 이동통신 시스템과 동일한 파일럿 및 맥 신호 구간을 가지는 타임 슬롯을 통해 순방향 패킷을 전송하는 OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing) 방식의 무선 패킷 이동통신 시스템에서 변조된 데이터를 다수의 데이터 스트림으로 역다중화하는 역다중화기와, MAC 신호 발생기 및 파일롯 신호 발생기가 구비된 기지국 송신 장치에 있어서, 상기 다수의 데이터 스트림을 각각 OFDM 데이터로 변환하는 다수의 역고속 푸리에 변환기와, 상기 OFDM 데이터를 적어도 둘 이상의 구간으로 분할하고 상기 분할된 OFDM 데이터의 사이에 널(NULL) 구간을 삽입하는 다수의 전처리기와, 상기 OFDM 데이터의 전단에 선두부를 붙여 OFDM 심볼을 출력하는 다수의 선두부 첨부기와, 상기 다수의 OFDM 심볼과 상기 MAC 신호 및 파일롯 신호를 시분할 다중화하여 출력하는 다중화기를 포함하여 구성됨을 특징으로 한다.
In the wireless packet mobile communication system for achieving the above object, a base station transmitting apparatus for symbol transmission in an orthogonal frequency division multiplexing scheme transmits forward packets through time slots having the same pilot and MAC signal intervals as those of a general wireless packet mobile communication system. A base station transmitter comprising a demultiplexer for demultiplexing modulated data into a plurality of data streams in an orthogonal frequency division multiplexing (OFDM) wireless packet mobile communication system, and a MAC signal generator and a pilot signal generator. A plurality of inverse fast Fourier transformers each converting a data stream into OFDM data, a plurality of preprocessors that divide the OFDM data into at least two sections, and insert a null section between the divided OFDM data; OFD with leading part in front of OFDM data And a multiplexer for outputting M symbols, and a multiplexer for time-division multiplexing the plurality of OFDM symbols, the MAC signal, and the pilot signal.
이하 본 발명에 따른 바람직한 실시 예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 하기의 설명에서는 본 발명에 따른 동작을 이해하는데 필요한 부분만이 설명되며 그 이외 부분의 설명은 본 발명의 요지를 흩트리지 않도록 생략될 것이라는 것을 유의하여야 한다. 아울러 이하 슬롯 구조를 설명하는 각 구간의 하단에 기재된 내용은 별 다른 설명이 없는 한 칩(chip) 길이를 의미하는 것으로 한다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. It should be noted that in the following description, only parts necessary for understanding the operation according to the present invention will be described, and descriptions of other parts will be omitted so as not to distract from the gist of the present invention. In addition, the contents described at the bottom of each section for describing the slot structure will be referred to the chip length unless otherwise described.
먼저 본 발명의 설명에 앞서 본 발명의 기본 개념을 간략히 설명하기로 한다. First, the basic concept of the present invention will be briefly described before the present invention.
다중화 방식으로 OFDM 기법을 이용할 경우, 다중 경로 페이딩 채널에서 자기 간섭이 일어나는 현상을 방지할 수 있다. 그리고 방송 서비스는 모든 기지국이 동일한 정보를 송출하기 때문에, 순방향 링크에서 수신측인 이동 단말의 입장에서는 서로 다른 기지국에서 송출한 신호가 마치 하나의 기지국에서 다중 경로 페이딩을 통해 전송된 것과 같은 방송 신호를 수신하게 된다. 따라서 셀간 간섭은 OFDM 전송 방식을 이용하면 방지할 수 있다. 셀간 간섭이 발생하지 않는다면, 셀의 경계에 위치한 이동 단말도 간섭에 의한 성능이 저하되지 않게 되어, 서비스 영역 전반에서 고른 품질을 보장할 수 있다. When the OFDM scheme is used as the multiplexing scheme, magnetic interference may be prevented from occurring in the multipath fading channel. In the broadcast service, since all base stations transmit the same information, from a mobile terminal that is a receiving side in the forward link, signals transmitted from different base stations may receive broadcast signals as if they were transmitted through multipath fading from one base station. Will be received. Therefore, intercell interference can be prevented by using an OFDM transmission scheme. If the inter-cell interference does not occur, even the mobile terminal located at the boundary of the cell does not degrade performance due to the interference, it is possible to ensure a uniform quality throughout the service area.
상기와 같은 OFDM 방식을 이용하여 간섭이 발생되지 않는 전송 동작을 구현하기 위해서는 OFDM 심볼에 앞단에 주기적으로 붙여지는 선두부(Cyclic Prefix)의 크기를 충분히 크게 설정해야 한다. 이와 관련하여 OFDM 심볼의 크기가 작아질수록 선두부(Cyclic Prefix)가 차지하는 비중이 커지게 되어 전송 효율이 떨어지게 된다. 따라서 본 발명은 기존 HRPD 슬롯 구조와 호환성을 유지하면서도 OFDM 심볼의 크기가 HRPD 슬롯 구조에서 허용된 데이터 필드의 크기를 초과할 수 있게 하는 새로운 OFDM 심볼의 전처리 방식을 제안한 것이다.In order to implement a transmission operation in which no interference occurs using the OFDM scheme as described above, the size of a cyclic prefix fixed periodically to the front end of the OFDM symbol should be large enough. In this regard, the smaller the size of the OFDM symbol, the greater the portion occupied by the cyclic prefix, and thus the transmission efficiency is reduced. Accordingly, the present invention proposes a new OFDM symbol preprocessing scheme that allows the size of an OFDM symbol to exceed the size of the data field allowed in the HRPD slot structure while maintaining compatibility with the existing HRPD slot structure.
그리고 본 발명은 방송 혹은 멀티 캐스트의 용도로 사용되는 HRPD 시스템에 적용하기 위해 개발되었으나, 유니 캐스트 서비스에도 적용할 수 있으며 기타 다른 무선 패킷 이동통신 시스템에서도 유사한 방법을 적용할 수 있음에 유의하여야 할 것이다.In addition, although the present invention was developed to be applied to an HRPD system used for broadcasting or multicast, it should be noted that the same method can be applied to a unicast service and other wireless packet mobile communication systems. .
이하에서는 본 발명의 이해를 돕도록 도 3 내지 도 5를 참조하여 일반적인 OFDM 방식이 적용된 무선 패킷 이동통신 시스템의 슬롯 구조와 기지국 송신 장치의 구성을 설명하기로 한다.Hereinafter, a slot structure and a configuration of a base station transmitting apparatus of a wireless packet mobile communication system to which a general OFDM scheme is applied will be described with reference to FIGS. 3 to 5 to help understand the present invention.
즉 도 3은 일반적인 OFDM 방식이 적용된 무선 패킷 이동통신 시스템의 슬롯 구조를 나타낸 도면으로서, 이는 도 1의 HRPD 슬롯 구조와 호환성을 유지하면서 데이터 구간에 OFDM 심볼을 전송하는 슬롯 구조의 예를 나타낸다. That is, FIG. 3 illustrates a slot structure of a wireless packet mobile communication system to which a general OFDM scheme is applied, which shows an example of a slot structure for transmitting an OFDM symbol in a data interval while maintaining compatibility with the HRPD slot structure of FIG. 1.
도 3의 슬롯 구조는 HRPD 순방향 호환성을 유지하기 위해, Pilot과 MAC 신호의 위치와 크기는 도 1의 HRPD 슬롯 구조와 일치하게 설정되어 있다. 즉 도 3에서 반 슬롯의 중앙에 N
Pilot chip 길이의 Pilot(304, 311)이 위치하고 Pilot 신호 양측에 N
MAC chip 길이의 MAC 신호(303, 305, 310, 312)가 위치한다. 따라서 OFDM 기반 방송 서비스를 지원하지 않는 기존의 HRPD 단말기도 도 3의 슬롯 구조에서 Pilot(304, 311)을 통해 채널을 추정하고, MAC 신호(303, 305, 310, 312)를 수신할 수 있다. 도 3의 슬롯 구조에서 Pilot과 MAC 신호를 할당하고, 남은 영역에서는 OFDM 심볼(301, 302, 306, 307, 308, 309, 313, 314)을 삽입한다. In order to maintain the HRPD forward compatibility of the slot structure of FIG. 3, the position and size of the pilot and MAC signals are set to match the HRPD slot structure of FIG. 1. That is, in FIG. 3,
도 3의 슬롯 구조는 HRPD 슬롯에서 데이터를 전송하는 N
DATA chip 길이의 구간에 두개의 N
OS chip 길이의 OFDM 심볼(301, 302, 306, 307, 308, 309, 313, 314) 을 삽입한 예로 2N
OS = N
DATA 의 관계를 만족해야 한다. 여기서 OFDM 심볼의 일반적인 구조는 도 4와 같이 구성된다. The slot structure of FIG. 3 is an example of inserting two N OS chip
도 4에서 402는 전송하고자 하는 데이터 심볼을 IFFT(Inverse Fast Fourier Transform) 취한 OFDM 데이터이다. 이 OFDM 데이터(402)의 뒷부분(도 4에서 음영으로 표시된 부분)에서 N
CP chip 크기의 정보(403)를 OFDM 데이터 앞부분에 복사하게 되는데 이것이 OFDM 심볼의 선두부(Cyclic Prefix)(401)가 된다. 상기 선두부(401)는 다중 경로 페이딩에 의한 시간 지연 신호 성분이 자기 간섭으로 작용하지 않도록 하기 위한 것으로, 이를 위해서는 선두부(401)의 크기(N
CP chip)가 채널에서 발생하는 최대 시간 지연보다 최소한 작지 않도록 충분한 길이로 설정되어야 한다. In FIG. 4, 402 denotes OFDM data obtained by inverse fast fourier transform (IFFT) of a data symbol to be transmitted. In the latter part of the OFDM data 402 (shaded in FIG. 4), the N CP
도 5는 일반적인 OFDM 방식이 적용된 무선 패킷 이동통신 시스템에서 기지국 송신기의 구성을 나타낸 블록 구성도로서, 도 5의 기지국 송신기는 도 3에서 설명한 HRPD 시스템의 기지국 송신기와 호환되도록 구성된 것이다.FIG. 5 is a block diagram illustrating a configuration of a base station transmitter in a wireless packet mobile communication system to which a general OFDM scheme is applied. The base station transmitter of FIG. 5 is configured to be compatible with the base station transmitter of the HRPD system described with reference to FIG. 3.
도 5에서 데이터 발생기(501)로부터 전송하고자 하는 데이터가 전달되면, 이는 부호화기(502)를 통해 채널 부호화되고, 부호화된 신호는 QPSK, QAM 등으로 변조하기 위해 변조기(503)에 입력된다. 그리고 변조된 신호는 복수 개의 OFDM 심볼로 변환되도록 역다중화기(504)를 통해 복수개의 데이터 스트림으로 역다중화된다. 여기서 역다중화 된 각각의 데이터 스트림은 IFFT(505, 506)를 통해 OFDM 데이터로 변환되고, CP 첨부기(507, 508)는 각각의 OFDM 데이터에 전술한 선두부(401)를 붙여 OFDM 심볼을 생성한다. 이렇게 생성된 복수 개의 OFDM 심볼은 MAC 신호 발생기(509)와 Pilot 신호 발생기(510)에서 각각 생성된 MAC 신호와 Pilot 신호와 함께 시분할 다중화기(511)를 통해 다중화(TDM)되어 상기 도 3과 같은 슬롯 구조를 완성한다.When data to be transmitted from the
상기한 일반적인 OFDM 방식이 적용된 무선 패킷 이동통신 시스템의 슬롯 구조는 기존 HRPD 슬롯 구조에서 데이터 필드에 적어도 하나의 OFDM 심볼을 삽입하는 예를 나타낸 것으로 OFDM 심볼의 크기가 데이터 필드의 크기 N
DATA 보다 크지 않아야 도 1의 종래 슬롯 구조와 호환성이 유지되는 기술이다. 여기서 OFDM 심볼의 크기는 통신 시스템의 적용 환경에 의해 결정되므로 OFDM 심볼의 크기가 작으면, 빠르게 변하는 다중 경로 페이딩에 적합하지만 OFDM 심볼 내에서 이 선두부(401)가 차지하는 비중이 커지므로 전송 효율이 떨어지는 단점을 갖는다.The slot structure of the wireless packet mobile communication system to which the general OFDM scheme is applied is an example of inserting at least one OFDM symbol into a data field in an existing HRPD slot structure. The size of the OFDM symbol should not be larger than the size N DATA of the data field. It is a technique of maintaining compatibility with the conventional slot structure of FIG. Since the size of the OFDM symbol is determined by the application environment of the communication system, if the size of the OFDM symbol is small, it is suitable for fast-changing multipath fading, but since the
즉 방송 서비스 등의 제공 시 이동 단말은 다른 기지국에서 수신한 신호도 자신에게 전송된 신호로 파악할 수 있도록 선두부의 크기를 다른 기지국 신호의 수신 지연 시간까지 고려하여 충분히 크게 설정해야 한다. 예를 들어, 64 chip까지의 지연신호를 모두 자기신호가 되도록 선두부의 크기를 64 chip으로 설정하였을 때, OFDM 심볼의 크기가 256 chip인 경우와 1024 chip인 경우를 비교하며, 전자의 경우(256 chip) 선두부가 차지하는 비중이 심볼 크기의 1/4이고, 후자의 경우(1024 chip) 심볼 크기의 1/16이 된다. 그러나 선두부는 실제 정보를 전송하는 구간이 아니므로 실제 정보가 전송되는 전송 효율을 보면, 전자는 3/4이고, 후자는 15/16으로 후자의 경우 즉, OFDM 심볼의 크기가 클수록 전송 효율이 우수함을 알 수 있다. That is, when providing a broadcast service, the mobile terminal should set the size of the top part sufficiently in consideration of the reception delay time of another base station signal so that the signal received from the other base station can also be regarded as the signal transmitted to the mobile station. For example, when the size of the head portion is set to 64 chips so that all of the delay signals up to 64 chips are magnetic signals, the case of the OFDM symbol is 256 chips compared to the case of 1024 chips, and the former case (256 In the latter case, the specific gravity occupies 1/4 of the symbol size, and in the latter case (1024 chip), it is 1/16 of the symbol size. However, since the head is not a section for transmitting actual information, the transmission efficiency of actual information transmission is 3/4, the latter is 15/16. In the latter case, that is, the larger the OFDM symbol, the higher the transmission efficiency. It can be seen.
그러나 전송 효율을 높이기 위해 OFDM 심볼의 크기를 키우려 설정하려 해도 도 1과 같은 HRPD 슬롯 구조와의 호환성 유지를 위해서는 OFDM 심볼의 크기를 HRPD 데이터 필드의 크기인 N DATA보다 크게 설정할 수 없으므로 전송 효율의 제약이 발생되는 것이고, 본 발명은 기존 HRPD 슬롯 구조와 호환성을 유지하면서도 OFDM 심볼의 크기가 기존 HRPD 슬롯 구조에서 허용된 데이터 필드의 크기를 초과할 수 있게 하는 새로운 OFDM 심볼의 전처리 방식을 제안한 것이다.However, even if trying to increase the size of the OFDM symbol to increase the transmission efficiency, in order to maintain compatibility with the HRPD slot structure as shown in Figure 1, the size of the OFDM symbol can not be set larger than the N DATA , the size of the HRPD data field constraints of transmission efficiency In this case, the present invention proposes a new OFDM symbol preprocessing scheme that allows the size of an OFDM symbol to exceed the size of a data field allowed in the existing HRPD slot structure while maintaining compatibility with the existing HRPD slot structure.
이하 도 6 내지 도 12를 참조하여 본 발명에 따른 OFDM 심볼의 전처리 방식을 설명하기로 한다. 첨부된 도면을 간략히 설명하면, 도 6과 도 7을 참조하여 본 발명에서 제안하는 슬롯 구조를 설명한 후, 도 8을 참조하여 본 발명의 슬롯 구조로 OFDM 심볼을 전송하는 기지국 송신 장치를 설명하고, 도 9와 도 10을 참조하여 본 발명의 OFDM 심볼 전처리 방식을 설명하기로 한다. 아울러 도 11과 도 12에서는 본 발명에 따른 OFDM 심볼 전처리에 선형 결합 전처리 방식을 도입한 실시예를 설명하기로 한다. Hereinafter, a preprocessing method of an OFDM symbol according to the present invention will be described with reference to FIGS. 6 to 12. The accompanying drawings will be briefly described with reference to FIGS. 6 and 7, after explaining the slot structure proposed by the present invention, a base station transmitter for transmitting an OFDM symbol in the slot structure according to the present invention will be described with reference to FIG. 8. 9 and 10 will be described in the OFDM symbol preprocessing method of the present invention. 11 and 12 will be described an embodiment in which a linear combined preprocessing scheme is introduced into OFDM symbol preprocessing according to the present invention.
먼저 도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 OFDM 전처리 방식이 적용된 슬롯 구조를 나타낸 도면으로서, 이는 도 1의 HRPD 한 슬롯에 두 개의 OFDM 심볼을 삽입한 예를 나타낸 것이다.6 illustrates a slot structure to which an OFDM preprocessing scheme according to an embodiment of the present invention is applied, which illustrates an example of inserting two OFDM symbols into one slot of an HRPD of FIG. 1.
본 발명에서 제안하는 OFDM 심볼은 도 6의 601, 607과 같이 HRPD와 호환성을 유지할 수 있도록 Pilot 및 MAC 신호(606, 612) 위치에서 같은 크기의 신호가 존재하지 않는 NULL 구간이 존재하는 형태를 갖는다. 그리고 HRPD와의 호환성을 위해 데이터 영역에 채워지는 OFDM 심볼의 크기도 HRPD와 동일하게 설정되어 있다. 도 6의 예를 살펴보면, 본 발명에 따라 전처리 된 OFDM 데이터(601, 607)는 Pilot과 MAC 신호(606, 612)의 위치에 (N
Pilot+2N
MAC) chip 길이 동안 신호가 존재하지 않는 NULL 구간이 존재한다. 이 NULL 구간의 앞부분을 편의상 OFDM 데이터 A, 뒷부분을 OFDM 데이터 B라고 명명한다. 그리고 상기 전처리 과정에 대한 상세한 설명은 후술하기로 한다. The OFDM symbol proposed by the present invention has a form in which a NULL section in which pilot signals of the same size do not exist at positions of pilot and
도 6의 OFDM 데이터(601, 607)는 전송하고자 하는 데이터가 IFFT 과정을 거친 뒤 후술할 전처리 과정을 통해 생성된다. 전처리 된 OFDM 데이터(601, 607)의 뒷부분에서 N
CP chip 길이에 해당되는 부분(602, 608)을 복사하여 반 슬롯의 앞부분에 복사한 것이 선두부(Cyclic Prefix)(603, 609)이다. 그리고 전처리 된 OFDM 데이터(601, 607)를 선두부(603, 609) 다음에 이어서 배치한다. 따라서 OFDM 데이터 A와 B 부분은 각각 604, 610과 605, 611의 위치에 놓인다. 전처리 된 OFDM 데이터(601, 607)에는 중간에 NULL이 위치하였기 때문에, 이 부분에 Pilot과 MAC 신호(606, 612)를 삽입하면 기존의 HRPD와 호환하는 슬롯 구조를 생성할 수 있다. The
도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 OFDM 전처리 방식이 적용된 슬롯 구조를 나타낸 도면으로서, 이는 도 1의 HRPD 한 슬롯에 한 개의 OFDM 심볼을 삽입한 예를 나타낸 것이다.FIG. 7 illustrates a slot structure to which an OFDM preprocessing scheme is applied according to another embodiment of the present invention, which illustrates an example of inserting one OFDM symbol into one slot of an HRPD of FIG. 1.
도 7의 예를 살펴보면, 전처리 된 OFDM 데이터(701)는 Pilot과 MAC 신호(707, 708)의 위치에 (N
Pilot+2N
MAC) chip 길이 동안 신호가 존재하지 않는 두개 의 NULL 구간이 있다. 설명의 편의상 첫 번째 NULL의 앞부분을 OFDM 데이터 A, NULL 사이의 부분을 OFDM 데이터 B, 두 번째 NULL의 뒷부분을 OFDM 데이터 B라고 명명한다. 도 7에서도 도 6의 경우와 마찬가지로 전처리 된 OFDM 데이터는 실제 전송하고자 하는 데이터를 IFFT와 전처리를 통해 얻으며 사용되는 전처리 방법은 후술하기로 설명한다. Referring to the example of FIG. 7, the preprocessed
도 7의 전처리 된 OFDM 데이터(701)에서 뒷부분에서 N CP chip 길이에 해당되는 부분(702)을 복사하여 반 슬롯의 앞부분에 복사한 것이 선두부(703)이다. 그리고 이 선두부(703) 뒤에 전처리 된 OFDM 데이터(701)를 배치한다. 따라서 도 7에서 OFDM 데이터 A, B, C는 각각 704, 705, 706의 위치에 놓인다. 그리고 전처리 된 OFDM 데이터(701)의 중간에 두 개의 NULL이 위치하였기 때문에, 이 부분에 Pilot과 MAC 신호(707, 708)를 삽입하면 기존의 HRPD와 호환하는 슬롯 구조를 생성할 수 있다.In the preprocessed
이상 설명한 바와 같이 도 6과 도 7에서 제안된 슬롯 구조에서는 도 1의 HRPD 한 슬롯에 두 개 또는 한 개의 OFDM 심볼을 삽입한 예를 설명하였으나, 유사한 방법으로 복수 개의 슬롯에 걸쳐 적어도 하나의 OFDM 심볼이 삽입되도록 확장하는 것이 가능함을 잘 알 수 있을 것이다.As described above, in the slot structure proposed in FIGS. 6 and 7, an example in which two or one OFDM symbols are inserted into one slot of the HRPD of FIG. 1 has been described. However, at least one OFDM symbol is spread over a plurality of slots in a similar manner. It will be appreciated that it is possible to extend this to be inserted.
또한 바람직하게는 본 실시예에 의하면, 타임 슬롯의 반 슬롯 구간을 최소 단위로 하여 복수 개의 반 슬롯 구간에 적어도 하나의 OFDM 심볼이 삽입될 수 있다. 이 경우에도 기존 HRPD 슬롯 구조에서 파일롯과 MAC 신호 구간의 위치는 유지 되며, 분할된 OFDM 데이터에서 파일롯과 MAC 신호 구간의 대응되는 위치에는 NULL 구간이 삽입됨에 유의하여야 한다.Also preferably, according to the present embodiment, at least one OFDM symbol may be inserted into a plurality of half slot sections by using the half slot section of the time slot as a minimum unit. Even in this case, the positions of the pilot and MAC signal sections are maintained in the existing HRPD slot structure, and it should be noted that a NULL section is inserted at a corresponding position of the pilot and MAC signal sections in the divided OFDM data.
또한 경우에 따라서는 예컨대, 도 1과 같은 HRPD 슬롯 구조에서 3 개의 NDATA 구간에 하나의 OFDM 심볼을 분할하여 삽입할 수도 있다. 이 경우 하나의 OFDM 심볼은 반 슬롯 단위가 아닌 '반 슬롯+NDATA 구간'에 실리게 된다.In some cases, for example, one OFDM symbol may be divided and inserted into three N DATA sections in the HRPD slot structure shown in FIG. 1. In this case, one OFDM symbol is carried in the 'half slot + N DATA period ' rather than the half slot unit.
도 8은 본 발명에 따른 OFDM 전처리 방식이 적용된 무선 패킷 이동통신 시스템의 기지국 송신기의 구성을 나타낸 블록 구성도로서, 이는 도 5의 구성에서 IFFT와 CP 첨부기 사이에 OFDM 전처리를 수행하는 전처리기를 개재하여 구성된 것이다.FIG. 8 is a block diagram illustrating a configuration of a base station transmitter of a wireless packet mobile communication system to which an OFDM preprocessing scheme is applied according to the present invention. This is illustrated in FIG. It is composed.
도 8에서 데이터 발생기(801)로부터 전송하고자 하는 데이터가 전달되면, 이는 부호화기(802)를 통해 채널 부호화되고, 부호화된 신호는 QPSK, QAM 등으로 변조하기 위해 변조기(803)에 입력된다. 변조된 신호는 복수개의 OFDM 심볼로 변환되도록 역다중화기(804)를 이용하여 복수 개의 데이터 스트림으로 역다중화된다. 여기서 역다중화 된 각각의 데이터 스트림은 IFFT(805, 806)를 통해 OFDM 데이터로 변환되고, OFDM 데이터는 전처리기(807, 808)를 통해 도 6 또는 도 7의 슬롯 구조에 부합되도록 적어도 하나의 NULL 구간이 삽입되어 전처리 된 OFDM 데이터(601, 607, 701)가 출력된다. 그리고 CP 첨부기(809, 810)은 전처리 된 OFDM 데이터(601, 607, 701)의 전단에 선두부(809, 810)을 붙여 전처리된 OFDM 심볼을 생성한다. In FIG. 8, when data to be transmitted from the
따라서 상기한 과정에 따라 생성된 OFDM 심볼은 Pilot과 MAC 신호 부분에서 신호가 존재하지 않는 NULL인 형태를 갖게 된다. 이 NULL 부분은 MAC 신호 발생기(811)와 Pilot 신호 발생기(812)에서 각각 만들어진 MAC 신호와 Pilot 신호와 함께 시분할 다중화기(813)를 통해 TDM 다중화되어 전술한 도 6, 도 7과 같은 형태의 슬롯 구조를 완성한다. 상기한 것처럼 본 발명에서는 Pilot과 MAC 신호부분이 NULL 형태를 갖는 OFDM 심볼을 발생시켜 기존 HRPD와 호환성을 유지한 슬롯구조를 제안하였다. 이하에서는 이러한 형태의 OFDM 심볼을 만들기 위한 전처리 과정에 대해 설명하기로 한다.Accordingly, the OFDM symbol generated according to the above process has a form in which no signal exists in the pilot and MAC signal parts. This NULL part is TDM multiplexed through the
도 9는 본 발명의 일실시예에 따른 OFDM 심볼의 전처리 방법을 설명하기 위한 도면으로서, 이는 도 6의 슬롯 구조에 적용되는 전처리 과정을 나타낸 것이다. FIG. 9 is a diagram illustrating a preprocessing method of an OFDM symbol according to an embodiment of the present invention, which illustrates a preprocessing process applied to the slot structure of FIG. 6.
도 9에서 IFFT된 2N
Data-N
CP chip 길이의 OFDM 데이터(901)는 Pilot과 MAC 신호 부분이 NULL인 전처리 된 OFDM 데이터(907)로 변환된다. 이를 위해서 OFDM 데이터(901)에서 N
Data-N
CP chip 길이의 앞부분(902)을 분리하여 OFDM 데이터 A 부분(904)에 복사하고, N
Data chip 길이의 나머지 부분(903)을 OFDM 데이터 B 부분(905)에 복사한다. 그리고 OFDM 데이터 A(904)와 OFDM 데이터 B(905) 부분 사이에는 Pilot과 MAC 신호 크기(N
Pilot+2N
MAC chip 길이)만큼의 NULL(906) 구간을 삽입하여 도 6의 슬롯 구조에 적용되는 전처리된 OFDM 데이터(907)를 생성한다. In FIG. 9,
도 10은 본 발명의 다른 실시예에 따른 OFDM 심볼의 전처리 방법을 설명하기 위한 도면으로서, 이는 도 7의 슬롯 구조에 적용되는 전처리 과정을 나타낸 것이다. FIG. 10 is a diagram illustrating a preprocessing method of an OFDM symbol according to another embodiment of the present invention, which shows a preprocessing process applied to the slot structure of FIG. 7.
도 10에서 IFFT된 4N
Data-N
CP chip 길이의 OFDM 데이터(1001)는 Pilot과 MAC 신호 부분이 NULL인 전처리된 OFDM 데이터(1010)로 변환된다. 이를 위해서 OFDM 데이터(1001)에서 N
Data-N
CP chip 길이의 앞부분(1002)을 분리하여 OFDM 데이터 A 부분(1005)에 복사하고, 2N
Data chip 길이의 중간부분(1003)을 OFDM 데이터 B 부분(1006)에 복사한다. 그리고 N
Data chip 길이의 뒷부분(1004)을 OFDM 데이터 C 부분(1007)에 복사한다. 그리고 OFDM 데이터 A(1005)와 B 부분(1006) 사이와 OFDM 데이터 B(1006)와 C(1007) 사이에는 각각 Pilot과 MAC 신호 크기(N
Pilot+2N
MAC
chip 길이)만큼의 NULL(1008, 1009)을 삽입하여 도 7의 슬롯 구조에 적용되는 전처리된 OFDM 데이터(1010)를 생성한다.In FIG. 10, the
이하에서는 도 11과 도 12를 참조하여 본 발명에 따른 OFDM 심볼 전처리에 선형 결합 전처리 방식을 도입한 실시예를 설명하기로 한다. Hereinafter, an embodiment in which a linear combined preprocessing scheme is introduced into OFDM symbol preprocessing according to the present invention will be described with reference to FIGS. 11 and 12.
즉 도 11은 본 발명에 따른 OFDM 심볼 전처리에 선형 결합 전처리 방식을 적용한 기지국 송신기의 구성을 나타낸 블록 구성도로서, 도 11의 기지국 송신기는 전처리기가 IFFT 이후에 적용되는 도 8의 기지국 송신기와 달리 IFFT 이전에 전처리기가 적용된 것을 특징으로 한다.11 is a block diagram illustrating a configuration of a base station transmitter using a linear combined preprocessing scheme for OFDM symbol preprocessing according to the present invention. The base station transmitter of FIG. 11 is different from the base station transmitter of FIG. 8 in which the preprocessor is applied after the IFFT. It is characterized in that the preprocessor was applied previously.
도 11에서 데이터 발생기(1101)로부터 전송하고자 하는 데이터가 전달되면, 이는 부호화기(1102)를 통해 채널 부호화되고, 부호화된 신호는 QPSK, QAM 등으로 변조하기 위해 변조기(1103)에 입력한다. 변조된 신호는 복수 개의 OFDM 심볼로 변 환되도록 역다중화기(1104)를 통해 복수 개의 데이터 스트림으로 역다중화된다. 여기서 역다중화된 각각의 데이터 스트림은 선형결합 전처리기(1105, 1106)를 통해 전처리 된 후, IFFT(1107, 1108)를 통해 OFDM 데이터로 변환된다.In FIG. 11, when data to be transmitted from the
여기서 상기 선형결합 전처리기(1105, 1106)는 각각의 데이터 스트림이 IFFT 변환 후에 도 6의 601, 607과 도 7의 701과 같은 Pilot과 MAC 신호부분이 NULL로 전처리 된 OFDM 데이터의 형태를 갖도록 한다. 즉 선형결합 전처리기(1105, 1106)는 IFFT 과정에서 원하는 위치가 NULL이 되게 하는 처리를 수행한다. 그리고 CP 첨부기(1109, 1110)는 전처리 된 OFDM 데이터에 선두부를 첨부하여 OFDM 심볼을 생성한다.In this case, the
따라서 상기한 과정에 따라 생성된 OFDM 심볼은 Pilot과 MAC 신호 부분에서 신호가 존재하지 않는 NULL인 형태를 갖게 된다. 이 NULL 부분은 MAC 신호 발생기(1111)와 Pilot 신호 발생기(1112)에서 각각 만들어진 MAC 신호와 Pilot 신호와 함께 시분할 다중화기(1113)을 통해 TDM 다중화되어 전술한 도 6, 도 7과 같은 형태의 슬롯 구조를 완성한다.Accordingly, the OFDM symbol generated according to the above process has a form in which no signal exists in the pilot and MAC signal parts. This NULL part is TDM multiplexed through the
도 12는 도 11의 선형결합 전처리 유도 과정을 설명하기 위한 것으로서, 이는 예컨대, 도 6의 전처리 방법을 통해 전처리 된 OFDM 데이터의 구조를 나타낸 것으로서, 도 12에서 OFDM 데이터 A(1202)와 B(1204)의 크기는 각각 MA와 MB로 표기하고, 그 사이의 NULL 부분(1203)의 크기는 MC로 표기한다. 그리고 전처리 된 OFDM 데이터의 전체 크기는 M으로 표기한다. 도 12의 OFDM 데이터가 도 6과 동일한 형태를 갖기 위해서는 하기 <수학식 1>과 같이 MA ,MB ,MC ,M이 정의되어야 한다.FIG. 12 illustrates the process of deriving the linear combination preprocessing of FIG. 11. For example, FIG. 12 illustrates the structure of OFDM data preprocessed through the preprocessing method of FIG. 6. In FIG. 12,
전송하고자 하는 데이터 스트림을 벡터 S로, 선형결합 전처리 과정을 GPRE로, IFFT를 F로 표기하자. 여기서 S의 크기는 M-MC이고, GPRE는 M×(M-MC)크기의 행렬이고, F는 하기 <수학식 2>를 만족하는 M×M 행렬이다.Write the data stream to be transmitted as vector S, the linear combination preprocessing as G PRE , and IFFT as F. Here, the size of S is MM C , G PRE is a matrix of size M × (MM C ), and F is an M × M
도 11에 의하면 전처리된 OFDM 데이터는 S를 전처리하고 IFFT하여 얻어진다. 전처리된 OFDM 데이터를 M 크기의 벡터 X로 표기하면 X를 얻는 과정은 하기 <수학식 3>과 같다. X는 도 12에서와 같이 중간부분에 MC 크기 동안 값이 0이다. 따라서 OFDM 데이터 A부분을 MA 크기의 벡터, OFDM 데이터 B부분을 MB 크기의 벡터 X B라고 표기하면, 나머지 부분은 MC 크기의 영벡터 0으로 표현할 수 있다. 하기 <수학식 3>은 X를 이와 같이 표현한 것이다. According to FIG. 11, preprocessed OFDM data is obtained by preprocessing S and IFFT. When the pre-processed OFDM data is expressed as a vector X of M size, the process of obtaining X is shown in Equation 3 below. X has a value of 0 during the M C size in the middle as shown in FIG. 12. Accordingly, if the OFDM data A portion is denoted as a vector of M A size and the OFDM data B portion is denoted as a vector X B of M B size, the remaining portion may be expressed as a zero vector 0 of M C size. Equation 3 below represents X in this manner.
그런데 영벡터 0을 만들어 내는 부분은 IFFT F의 MA+1번째 행부터 M1+MC 번째 행까지의 부행렬을 통해서 얻어진다. 이 연산을 다시 표현하면 하기 <수학식 4>와 같다.However, the part which produces zero vector 0 is obtained through the sub-matrix from M A + 1 th row to M 1 + M C th row of IFFT F. This operation is expressed again as in Equation 4 below.
S와 무관하게 상기 <수학식 4>를 만족하기 위해서 FSUBGPRE=0 이어야 한다. 따라서 GPRE는 FSUB의 영 공간(Null Space)의 원소여야 한다. 여기서 GPRE 를 구성하는 방법을 살펴보면, FSUB를 비정칙치 분해(Singular Value Decomposition)한 것을 하기 <수학식 5>와 같이 표기한다.Regardless of S, in order to satisfy Equation 4, F SUB G PRE = 0. Therefore, G PRE must be an element of null space of F SUB . Here, looking at how to configure the G PRE , F SUB Singular Value Decomposition is expressed as shown in Equation 5 below.
여기서 IMAC는 MC×MC 크기의 항등행렬(Identity Matrix)이고, Where I MAC is an identity matrix of size M C × M C ,
OMCㅧ(M-MC)은 MC×(M-MC) 크기의 영행렬이다. FSUB가 하기 <수학식 5>와 같이 분해될 때, GPRE는 하기 <수학식 6>과 같이 구할 수 있다. O MC ㅧ (M-MC) is a matrix of size M C × (MM C ). When F SUB is decomposed as shown in Equation 5, G PRE can be obtained as shown in Equation 6.
상기 <수학식 6>에서 행렬 VSUB는 상기 <수학식 5>에서 비정칙치 분해를 통해 구한 행렬 V의 MC+1번째 열부터 마지막 열(M 번째 열)까지의 부행렬이고, A는 Trace(AAH)=1을 만족하는 임의의 행렬이다. A의 조건인 Trace(AAH)=1는 GPRE 의 적용을 통해 신호의 전력이 증가하는 효과를 막기 위한 것으로 실제 구현에서는 증폭기와 함께 설계될 경우 고려하지 않아도 된다. 상기 <수학식 5>에 따르면 행렬 VSUB에 대응되는 비정칙치(Singular Valude)는 모두 0이다. 따라서 상기 <수학식 6>과 같이 만들어진 GPRE는 FSUB의 영 공간에 속한다.In Equation 6, the matrix V SUB is a sub- matrix from the M C + 1th column to the last column (Mth column) of the matrix V obtained by the non-normal value decomposition in Equation 5, and A is An arbitrary matrix satisfying Trace (AA H ) = 1. The condition A, Trace (AA H ) = 1, is intended to prevent the effect of increasing the power of the signal through the application of G PRE and, in practice, does not need to be considered when designed with an amplifier. According to Equation 5, the singular values corresponding to the matrix V SUB are all zero. Therefore, G PRE made as shown in Equation 6 belongs to the zero space of F SUB .
상기에서 설명한 선형결합 전처리기 FSUB를 만드는 방법을 확장하면, 도 6과 같이 NULL 구간이 하나인 형태 뿐 아니라 도 7과 같이 NULL 구간이 둘 이상인 형태에도 적용 가능하다. 부행렬 FSUB를 정의할 때, 행렬 F로부터 X에서 0이어야 하는 부분(NULL)에 해당하는 행들을 취하면 임의의 위치, 크기, 개수의 NULL이 존재하는 형태로 전처리된 OFDM 데이터를 발생시킬 수 있다.
Extending the method of making the linear combination preprocessor F SUB described above, it is applicable not only to the form having one NULL section as shown in FIG. 6, but also to the form having two or more NULL sections as shown in FIG. 7. When defining the sub-matrix F SUB , taking the rows corresponding to the zero portion of X from the matrix F can generate preprocessed OFDM data in the form of any position, size, and number of NULLs. have.
이상 설명한 바와 같이 본 발명에 의하면, HPRD 방식의 슬롯 구조를 갖는 무 선 패킷 이동통신 시스템과의 호환성을 유지하면서 방송 서비스와 멀티 캐스트 서비스 등을 효율적으로 지원하는 OFDM 방식의 심볼 전송을 위한 전처리 방법 및 이를 이용한 기지국 송신 장치를 제공할 수 있다.As described above, according to the present invention, there is provided a pre-processing method for OFDM symbol transmission that efficiently supports a broadcast service and a multicast service while maintaining compatibility with a wireless packet mobile communication system having a slot structure of an HPRD scheme. A base station transmission apparatus using the same can be provided.
또한 본 발명에 의하면, HRPD 슬롯 구조와 호환성을 유지하면서도 OFDM 심볼의 크기가 기존 HRPD 슬롯 구조에서 허용된 데이터 필드의 크기를 초과할 수 있게 하는 새로운 OFDM 심볼의 전처리 방식을 제공함으로써 쌍방향 통신의 구현을 용이하게 하고, 전송효율이 높은 방송 서비스를 제공할 수 있다.In addition, the present invention provides a new OFDM symbol preprocessing scheme that allows the OFDM symbol size to exceed the size of the data field allowed in the existing HRPD slot structure while maintaining compatibility with the HRPD slot structure. It is easy to provide a broadcast service with high transmission efficiency.
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